Jak měřit rychlost denitrifikace při čištění odpadních vod: Průvodce-za{1}}krokem

Pochopenírychlost denitrifikacev anoxické nádrži je rozhodující pro optimalizaci čištění odpadních vod, zajištění kvality odpadních vod a výpočet správnéhodávkování zdroje uhlíku. Tato příručka vysvětluje laboratorní postup pro měření rychlostí denitrifikace pomocí aktivovaného kalu a také jak aplikovat výsledky v reálných provozech závodu.

Rychlost denitrifikace kvantifikuje množství dusičnanového dusíku (NE₃⁻-N) spotřebuje jeden gram kalu za hodinu. Mezi faktory ovlivňující tuto míru patří:

Teplota vody

Stáří kalu

Typ zdroje uhlíku

Mikrobiální aktivita kalu

Návrhové hodnoty jsou často teoretické (např. 0,05 mg NO₃⁻-N/g·h), ale skutečné provozní rychlosti mohou být mnohem nižší (např. 0,02 mg NO₃⁻-N/g·h), takže přesné měření je nezbytné prooptimalizace zdroje uhlíku.

Vybavení laboratoře:

Kuželové baňky (250–500 ml) s pryžovými zátkami

Magnetické nebo ruční míchadlo

Časovač

50ml stříkačky a lahvičky na vzorky

Nastavení filtrace (filtrační papír a nálevka nebo vakuové zařízení)

Spektrofotometr pro měření dusičnanového dusíku

Přenosný měřič rozpuštěného kyslíku (DO).

Činidla:

Dusičnan draselný (analytická kvalita)

Zdroj uhlíku: octan sodný nebo glukóza

Ochutnat3–4 litry aktivovaného kaluzkonec anoxické nádrže. Nepoužívejte kaly z aerobních nebo anaerobních nádrží.

Transport kalu do laboratoředo 1 hodiny.

Odebírejte vzorky přítokové a odpadní vody z anoxické nádrže pro základní měření dusičnanů.

Tip:Kal na konci anoxické nádrže obsahuje stabilizované denitrifikační bakterie, které zajišťují spolehlivé údaje o rychlosti denitrifikace.

OpatřeníMLSS(neboMLVSSpokud je to možné) pomocí standardních laboratorních metod.

Kal se nalije do Erlenmeyerovy baňky a 1/3 objemu se ponechá na míchání.

Před-míchejte 30 minut, abyste odstranili zbytkový dusičnanový dusík (před-míchání).

Změřte dusičnanový dusík v supernatantu; pokud hladiny zůstávají vysoké, pokračujte v míchání.

Připravte aroztok dusičnanů s vysokou{0}}koncentrací(např. 10 mg NO₃⁻-N/ml).

Přidejte dostatečné množství dusičnanového roztoku, abyste dosáhli30–40 mg/l dusičnanového dusíkuv baňce.

Ihned zamíchejte a odebertenulový-časový vzorek (0 min). Filtrujte a zaznamenávejte.

Odebírejte další vzorky každých 30 minut: 30, 60, 90 minut (volitelně 120 minut). Okamžitě přefiltrujte.

Udržovatnízké DO (<0.1 mg/L)po celou dobu experimentu. Upravte rychlost míchání, abyste zabránili vniknutí vzduchu.

Koncentrace dusičnanového dusíku ve čtyřech vzorkovacích bodech vyneste do tabulky Excel{0}}čas na osu x- a koncentraci dusičnanového dusíku na osu y-. Normálně se objeví dolů-šikmá přímka. Sklon této čáry představuje rychlost, jakou dusičnanový dusík klesá v průběhu času, vyjádřenou v mg NO₃⁻-N/(L·h). Vydělte tento sklon koncentrací kalu (MLSS nebo MLVSS) v baňce, abyste získali specifickou rychlost denitrifikace.

Například: Pokud je MLSS směsného louhu v baňce 3500 mg/l (3,5 g/l) a sklon poklesu dusičnanového dusíku je 5,0 mg/(L·h), potom je specifická denitrifikace 5,0 ÷ 3.5=1.43 mg NO₃⁻·-N/h(g). Přepočteme-li na MLVSS, je-li poměr MLVSS/MLSS 0,65, je rychlost denitrifikace založená na MLVSS 1,43 ÷ 0.65=2.2 mg/(g MLVSS·h). Vyjádřeno ve standardních jednotkách je to 2,2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h).

Ve skutečném provozu je normální rychlost denitrifikace 2–5 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h). Hodnoty pod 2 znamenají slabou aktivitu kalu nebo nízkou teplotu vody, zatímco hodnoty nad 5 znamenají vysoce aktivní kal.

Příklad:

MLSS=3, 500 mg/l (3,5 g/l)

Snížení dusičnanů=5 mg/(l·h)

Specifická dávka=5 ÷ 3.5=1.43 mg NO₃⁻-N/(g MLSS·h)

MLVSS/MLSS=0.65 → Rychlost=2.2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h)

Odkaz:Normální dávky se pohybují v rozmezí 2–5 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h).

Vypočítejte celkové aktivní mikroorganismy v anoxické nádrži:

Celková MLVSS (kg)=MLVSS (g/L) × Objem nádrže (m³)

Vynásobte naměřenou rychlostí denitrifikacedenní kapacita odstraňování dusičnanů(kg/den).

Porovnejte s požadovaným odstraněním dusičnanů (vstupní koncentrace – cílový odpad).

Přidejte zdroj uhlíku, abyste zaplnili mezeru:

Octan sodný: 3,5–5 g/g NO₃⁻-N

Glukóza: 2,5–3,5 g/g NO₃⁻-N

Příklad:

Průtok: 10 000 m³/d, MLVSS: 2 500 mg/L, objem nádrže: 2 000 m³

Celkem MLVSS: 5 000 kg

Rychlost denitrifikace: 2,2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h) → odstranění 264 kg/den

V případě potřeby odstranění < 264 kg/den → přidejte zdroj uhlíku, abyste dosáhli cíle.

Míra denitrifikace je v zimě nižší kvůli snížené mikrobiální aktivitě.

Provádějte experimenty vléto (maximální sazba)azima (min. sazba).

Interpolací středních hodnot upravte dávkování zdroje uhlíku v průběhu roku.